Multiplekser co to jest?
Multiplekser to prosty cyfrowy element elektroniczny, który przynależy do tak zwanej grupy układów kombinacyjnych. Układ kombinacyjny to taki, którego stan wyjść jest bezpośrednio zależny od stanu wejść. W tej samej grupie znajduje się tak zwany demultiplekser, czyli bliźniaczy element cyfrowy, który wykonuje dokładnie odwrotne zadanie niż multiplekser. Oba układy można także przypisać do grupy tak zwanych selektorów. Te są układami, które służą do selektywnego przełączania sygnałów cyfrowych.
Z czego składa się multiplekser?
Żeby multiplekser mógł prawidłowo pracować, musi być wyposażony w jedno wyjście oraz określoną liczbę wejść. Wśród wejść najważniejsze są wejścia informacyjne (przesyłane są tam dane), ale kluczową rolę pełnią także wejścia adresowe (czyli tak zwane wejścia sterujące) oraz wejście zezwalające (bramkujące). Wynikiem całej operacji w przypadku multipleksera jest pojedynczy sygnał na wyjściu układu.
Jak zbudowany jest multiplekser?
Multiplekser często nazywany jest w skrócie “mux”, natomiast demultiplekser “demux”. Aby zrozumieć jak działa takie urządzenie, warto przyjrzeć się bliżej jego budowie. Podstawą są wejścia informacyjne, których najmniej może być 2 (aby multiplekser w ogóle mógł istnieć), a maksymalnie to 16. Na te wejścia powinny być podawane sygnały zawierające dane. Podłączanie 16 strumieni danych do multipleksera ma na celu umożliwienie wybierania jednego z tych sygnałów i przesyłania go na jedyne wyjście (czyli sygnały wejściowe informacyjne mają być przełączane). Kolejnym niezbędnym elementem multipleksera są wejścia adresowe – w to miejsce powinien być binarnie przekazywany “adres” wejścia informacyjnego, który ma trafić na wyjście. Oznacza to na przykład, że jeżeli multiplekser posiada 8 wejść informacyjnych, a ty zamierzasz przesłać dane z trzeciego wejścia, to na wejście adresowe musisz wysłać binarnie zapisaną dwójkę (wejścia numerowane są od 0 do 8) – wtedy na wyjściu pojawi się sygnał z trzeciego wejścia. Ostatnim równie ważnym elementem jest wejście strobujące (czyli zezwalające). Należy w to miejsce podać aktywny sygnał, dzięki któremu cały układ będzie mógł pracować.
Jak działa multiplekser?
Używając precyzyjnego języka – multiplekser to układ, który komutuje sygnały wejściowe na swoje wyjście. Upraszczając, można powiedzieć, że takie urządzenie działa w podobny sposób, jak przełącznik wielopozycyjny. Użytkownik, lub podłączony układ sterujący urządzeniem decyduje, który z podłączonych sygnałów informacyjnych trafi do wyjścia multipleksera.
Multipleksery - jak wyglądają w praktyce
Multipleksery najczęściej wykonywane są w formie układów scalonych zamkniętych w obudowach typu TTL lub CMOS. Użytkownik ma do wyboru elementy w różnych rozmiarach i przeznaczone do montażu przewlekanego (THT) lub do powierzchniowego (SMD). Każde z wyprowadzeń jest odpowiednio opisane w dokumentacji technicznej elementu, dzięki czemu nie będziesz miał wątpliwości podczas podłączania urządzenia.
Zastosowanie multiplekserów
Multipleksery stosowane do bardzo różnorodnych zadań. Przykładowo – multiplekser można wykorzystać jako zwykły przełącznik. Takie rozwiązanie jest swego rodzaju przerostem formy nad treścią – do przełączania istnieją znacznie prostsze układy, natomiast multiplekser oferuje znacznie większe możliwości. Mimo wszystko taki przełącznik doskonale obrazuje sposób działania całego multipleksera. Dwa wejścia informacyjne otrzymują sygnały włączania i wyłączania urządzenia, natomiast na wejście adresowe wysyłany jest binarnie adres wejścia informacyjnego, z którego dane mają zostać przesłane do wyjścia. Innymi zastosowaniami multiplekserów, które są lepiej dostosowane do możliwości takich układów są realizacja funkcji logicznych lub na przykład szeregowa transmisja danych. To ostatnie zadanie wymaga użycia również demultipleksera. W takim wypadku wyjście multipleksera musi zostać podłączone do wejścia demultipleksera, a w miejscach wejść adresowych, powinny zostać dwa takie same liczniki binarne, które będą w kółko odliczały od 0 do liczby wejść adresowych multipleksera pomniejszonej o 1. Cały układ będzie w stanie przesyłać w ten sposób 16 bitową informację z wykorzystaniem znacznie ograniczonej liczby zasobów (niezbędne przewody w układzie to połączenie między wejściem demultipleksera oraz wyjściem multipleksera oraz te potrzebne do obsługi liczników binarnych). Multipleksery doskonale sprawdzają się również jako rozszerzenie ilości wejść na przykład do minikomputerów. W razie potrzeby multipleksery można także ze sobą łączyć, aby uzyskać jeszcze większą ilość wejść (na przykład do podłączania dużej ilości sterowanych diod LED).
